MSP430F449的數(shù)字電位器分壓功能設(shè)計(jì)

MSP430單片機(jī)具有豐富的外圍模塊，如MSP430F449就包含8組I／O端口、精密模擬比較器、硬件乘法器、串行通信可軟件選擇UART／SPI模式等。在實(shí)際的應(yīng)用中，USART接口具有極佳的通用性，出于擴(kuò)展接口的目的，往往通過軟件模擬SPI，以獲得更多的SPI接口。本文就是通過軟件模擬實(shí)現(xiàn)了SPI通信，來驅(qū)動(dòng)和控制數(shù)字電位器的。數(shù)字電化器也稱為數(shù)控電位器，是一種用數(shù)字信號(hào)控制阻值改變的器件。數(shù)字電位器與機(jī)械式電位器相比，具有可程控改變阻值、耐震動(dòng)、噪聲小、壽命長(zhǎng)、抗環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，因而在自動(dòng)控制、智能儀器儀表、消費(fèi)類電子產(chǎn)品等許多領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。

1 SPI概述
串行外圍設(shè)備接口SPI(Scrial Pcriphcral Intcrfacc)總線技術(shù)是一種同步串行接口，其硬件功能很強(qiáng)，所以與SPI有關(guān)的軟件相當(dāng)簡(jiǎn)單，使CPU有更多的時(shí)間處理其他事務(wù)。SPI總線上可以連接多個(gè)可作為主機(jī)的MCU，裝有SPI接口的輸出設(shè)備、輸入設(shè)備(如液晶驅(qū)動(dòng))以及A／D轉(zhuǎn)換等外設(shè)，也可以簡(jiǎn)單連接到單個(gè)TTL移位寄存器的芯片。總線上允許連接多個(gè)設(shè)備，但在任一瞬間只允許一個(gè)設(shè)備作為主機(jī)。串行模塊工作在SPI模式，通過4線(SOMI、SIMO、SCK及STE)或者3線(SOMI、SIMO、SCK)同外界通信：
SOMI——串行數(shù)據(jù)輸入(從出主入)。
SIMO——串行數(shù)據(jù)輸出(主出從入)。
SCK——串行移位時(shí)鐘。
STE——從機(jī)模式發(fā)送／接收允許控制信號(hào)。
數(shù)據(jù)的傳輸由SCK決定，數(shù)據(jù)可以在SCK的上升沿或者下降沿輸出。因?yàn)镾PI接口定義具有很大的靈活性，因此導(dǎo)致各個(gè)廠商帶有SPI接口的芯片在工作時(shí)序上并不一致，所以使用時(shí)要注意芯片SPI接口工作時(shí)序的差別。

2 數(shù)字電位器構(gòu)成及應(yīng)用說明
本文用到的是MCP4251數(shù)字電位器，該電位器是雙電阻網(wǎng)絡(luò)的，MCP4251器件框圖如圖1所示。

利用該器件可以構(gòu)造一些線性的函數(shù)，這些函數(shù)可以用抽頭和接線端B之間的電阻來表示。數(shù)學(xué)模型為：

該器件支持SPI串行協(xié)議。該SPI以從模式工作，最多使用4個(gè)引腳。這些引腳是CS(片選)、SCK(串行時(shí)鐘)、SDI(串行數(shù)據(jù)輸入)、SDO(串行數(shù)據(jù)輸出)。圖2給出了典型的SPI接口。